CAMARA DE MEZCLA

En aplicaciones de ingeniería, la mezcla de dos corrientes de fluidos es un hecho frecuente. La sección donde sucede el proceso de mezclado es denominada cámara de mezcla. La cámara de mezcla no tiene que se una “cámara” especial. Un ordinario codo en T o uno en Y en una regadera, sirve como cámara de mezcla para las corrientes de agua caliente y fría.

Existen varios tipos de mezcladores:

+Mezcladores de Chorro:

Estos, entre los cuales están los sopletes oxhídricos, se basan en el choque de un chorro contra otro, generalmente ambos a presión. Este tipo de mezclador se emplea a veces para líquidos, pero su mayor aplicación es la mezcla de combustibles gaseosos antes de inflamarlos.

+Mezcladores de Inyector:

Estos consisten en un tubo principal, y en un tubo, un surtidor, una tobera o un orificio auxiliar por el que se inyecta un segundo ingrediente en la corriente principal. Este tipo de mezclador, sencillo y poco costoso, se emplea mucho para mezclar, en cualquier proporción, gases con gases, gases con líquidos y líquidos con líquidos. Son ejemplos de mezcladores de este tipo para la mezcla de líquidos mutuamente insolubles, los mecheros Bunsen, los quemadores de petróleo, las pistolas pulverizadoras, los carburadores, el cañón lanza cemento, los atomizadores y los mezcladores de tobera. El principal ingrediente puede ser un gas o un líquido, en algunos casos la velocidad de la corriente en la tubería principal induce la circulación del material en la tubería auxiliar. En otros casos se alimenta el material por la tubería auxiliar a presión y velocidad suficientes para que circule por la tubería principal. Este material procede del tanque de alimentación y se recircula por medio de una bomba exterior. Un requisito indispensable para que se produzca una mezcla rápida y completa en este tipo de mezclador es que la masa velocidad de la corriente auxiliar sea mucho mayor que la de la corriente principal.

+Mezcladores de Columnas con Orificios o de Turbulencia:

Estos mezcladores, utilizadores principalmente para el tratamiento continuo de los destilados de petróleo, que representa una columna sencilla con orificios, o una tobera Duriron especialmente diseñada para producir turbulencia máxima. Estos mezcladores se basan en la transformación de la energía de presión en energía de velocidad turbulenta y encuentra muchas aplicaciones cuando la viscosidad es demasiado pequeña para permitir que se completen las reacciones en el poco tiempo disponible. Ambos tipos son fáciles para instalar.

Funcionamiento:

Empleado para controlar la cantidad de aire que circula por los conductos y lleva incorporados unas válvulas que permiten la distribución de aire a los diversos recintos así como controlar la mezcla de aire caliente y frío. Este tipo de dispositivo solo se emplea en los sistemas continuos o circulantes para la mezcla completa de fluidos miscibles.
Es un equipo en el cual ingresan mas de una corriente de fluido (gas ideal o vapor), que luego de mezclarse, salen bajo el mismo estado. La condición de funcionamiento para este equipo, es que las presiones de entrada deben ser iguales a la presión de salida. La cámara de mezcla funciona en régimen permanente y es adiabatica.  

Dibujo esquemático:

Propiedades de estado en la entrada y la salida:

Las cámaras de mezcla casi siempre están bien aisladas (q≈0) y no implican ningún tipo de trabajo (W=0). Además, las energías cinéticas y potencial de las corrientes de fluido suelen ser despreciables (ec≈0 , ep≈0). En consecuencia, todo lo que queda en la ecuación de la energía corresponde a las energías totales de las corrientes entrantes y de la mezcla saliente. El principio de la conservación de la energía requiere que estas dos sean iguales entre sí. Por tanto, para este caso la ecuación de la conservación de la energía es análoga a la ecuación de la conservación de la masa.

                                                           

Ecuación de continuidad:
El principio de la conservación de la masa en una cámara de mezcla requiere que la suma de las relaciones de flujo de masa entrantes sean iguales a la relación de flujo de masa de la mezcla saliente.

Primera ley de la termodinámica:

Video del funcionamiento:

• Este video muestra un experimento realizado en el cual se mezclan agua a temperatura ambiente y agua a una temperatura diferente

Diseño:

• El siguiente link muestra el procedimiento para la estimación de la presión optima en la cámara de mezclado de un escudo de presión de tierras. Al igual que los parámetros de diseño del escudo.

http://oa.upm.es/9161/1/JUAN_MIGUEL_ALCAIDE_ALONSO.pdf